Ворошилов А.П. Спутниковые системы и электронные тахеометры в обеспечении строительных работ

Подождите немного. Документ загружается.

этом режиме выбирается вариант работы по разбивочным

элементам или вариант выноса проектных координат.

Рис. 4.7. Вынос проектной точки тахеометром

В первом варианте этого режима входят в раздел «Дан-

ные для выноса», в экранный трафарет которого вводят с

клавиатуры проектное расстояние и проектный горизонталь-

ный угол. Для построения горизонтального угла открепля-

ют алидаду прибора и поворачивают ее до тех пор, пока

значение А/?, отображаемое на экране, не станет равным нулю.

Величина А/3 вычисляется в приборе как разность проектно-

го и отложенного при повороте алидады угла. Окончатель-

ную доводку угла /3 проводят наводящим винтом.

Отражатель устанавливают и закрепляют на вехе на вы-

соту, равную высоте тахеометра. Веху с отражателем вы-

ставляют на линию визирования, приводя ее в отвесное по-

ложение по уровню. Открепив трубу, наводят ее на отража-

тель и нажимают клавишу измерения. На экран будет выда-

но значение AS, вычисленное как разность проектного и от-

ложенного расстояния. Можно использовать наклонное рас-

стояние S и горизонтальное проложение D. Отображение

на экране сопровождается стрелками, показывающими

направление перемещения отражателя. Отражатель перестав-

лйФТ, пока AS не будет равным нулю. Для положения точки

оси, совпадающего с проектным, значения AS и А/? на экране

тахеометра будут нулевыми.

Во втором варианте при выносе непосредственно коорди-

нат сначала входят в раздел «Данные о станции» режима

«В-Н», вводят координаты х, у и отметку Я станции. Визи-

руют на пункт начального направления В и выставляют по

ГК отсчет, равный его дирекционному углу. Затем входят в

раздел «Данные для выноса», активизируют нажатием КО-

ОРД экранный трафарет, в который вводят проектные ко-

ординаты х, у и отметку выносимой точки. После подтверж-

дения ввода данных на экран прибора будут выданы значе-

ния разбивочных элементов S и /?, а при их построении —

требуемые перемещения отражателя вдоль линии визирова-

ния и в перпендикулярном к ней направлении. Веху с отра-

жателем перемещают в указанных стрелками направлениях,

пока все AS не будут равны нулю.

Данный вариант позволяет выносить тахеометром не толь-

ко плановое положение точки, но и ее проектную отметку.

При этом отметка вынесенной точки будет определена мето-

дом тригонометрического нивелирования. На экран прибора

выдается значение ДЯ, вычисленное как разность между про-

ектной и фактической отметкой точки, над которой стоит

отражатель. Веху с отражателем поднимают, если ДЯ имеет

знак плюс, или опускают, если АЯ имеет знак минус, до тех

пор,

пока ДЯ на экране не станет равным нулю. В этом

положении нижняя точка вехи будет находиться на проект-

ной отметке.

Электронным тахеометром несложно проконтролировать

вынос точки, выполнив его относительно другого опорного

направления или с другой станции. Контроль выполняется

также определением положения вынесенной точки в коорди-

натном режиме, при этом полученные контрольные коорди-

наты точки должны совпадать с проектными в пределах до-

пустимых значений.

Точность плановой разбивки электронным тахеометром

определяется величиной СКП положения пункта из поляр-

ной засечки, а также погрешностями опорных пунктов и по-

грешностью фиксирования вынесенной точки. Погрешности

полярной засечки оцениваются по формуле

(4.1),

а при вы-

носе с двух опорных пунктов они соответствуют данным,

приведенным в табл. 4.1. Следовательно, распространенные

современные тахеометры обеспечивают точность плановых

разбивочных работ в пределах 2

—

5 мм на расстояниях до

200 м и больше, а при определенных условиях достигается и

более высокая точность.

Для оценки точности высотной разбивки воспользуемся

формулой тригонометрического нивелирования:

cos

о,

% , (4.3)

2R sin

где

S —

измеренное тахеометром наклонное расстояние;

—

измеренное тахеометром зенитное расстояние;

—

вы-

сота прибора

над

пунктом

A; v

—

высота отражателя

над

точкой

1; к —

коэффициент вертикальной рефракции;

R —

радиус кривизны Земли.

Для оценки будем считать,

что при

измерениях центр сет-

ки нитей зрительной трубы тахеометра тщательно наводится

на центр отражателя, который

точностью

до 1 мм

выстав-

лен

на

вехе

на

высоту

равную высоте прибора

Тогда

для малых расстояний

5, на

которых влиянием вертикаль-

ной рефракции можно пренебречь,

СКП

определения пре-

вышения оценивается

по

формуле:

= cos

(—)

sin

Z x m

, (4.4)

где

— СКП

измерения тахеометром значений

S и

Z соответственно.

Для наиболее распространенных тахеометров оценка точ-

ности выноса отметки представлена

табл.

4.2,

выполнен-

ная

при

условии

= 1 мм.

Оценка показывает,

что СКП

не

превышает

2 мм для

тахеометров типа

SET 330 в

пре-

делах

100 м и для

тахеометров

SET 530 — в

пределах

60 м.

В этих случаях точность выноса проектных отметок

не

хуже

точности нивелиров типа

Н-3.

Кроме того, электронным тахеометром можно передавать

проектные отметки

при

больших перепадах высот

одной

станции:

котлован,

на

монтажные горизонты, этажи зда-

ний. Нивелиром подобные работы проводятся

по

сложной

методике, которая требует дополнительных приспособлений

и нескольких станций.

Таблица 4.2

СКП выноса проектных отметок

электронным тахеометром, мм

СКП тахеометра

г;

S, м

, мм

тп

г;

20 60 100

1.1

1,3

1,8

3 80

1,1

1,4

1,8

1,4

1,6

1,9

1,1

1,8

2,6

1,2 1,8

2,6

1,5

1,9

2,6

Для разбивки монтажных и промежуточных осей элект-

ронные тахеометры можно применять в режиме лазерного

указателя створа. Функция лазерного указателя обеспечи-

вает видимый лазерный луч красного цвета вдоль линии

визирования прибора. Лазерный луч тахеометра можно на-

править вдоль закрепленной оси и вести относительно его

детальную разбивку способом перпендикуляров.

Такой луч упрощает передачу осей на монтажные гори-

зонты и проведение геодезического контроля при монтаже

строительных конструкций.

Таким образом, применение электронных тахеометров и

спутникового позиционирования обеспечивает высокую эф-

фективность проведения разбивочных работ в строительстве

на всех ее этапах. Работы проводятся с высокой точностью,

достичь которую с помощью традиционных мерных лент и

рулеток крайне сложно. Все измерения и вычисления при

этом автоматизированы, проводятся быстро, с надежным

контролем. Одновременно с плановым положением точки

выносится ее проектная отметка. Методика проведения гео-

дезических работ существенно упрощается.

4.4* Передача на монтажные горизонты осей

и отметок электронными тахеометрами

При выполнении геодезических работ электронным тахе-

ометром появляется возможность на строительной площадке

передавать оси и отметки на монтажные горизонты одним

прибором и, в основном, одновременно. Рассмотрим методи-

ку и точностные характеристики такой передачи.

Традиционными методами плановая и высотная пере-

дача с исходного на другие горизонты осуществляется раз-

дельно. Оси в плане передают преимущественно теодолитом

методом наклонного проецирования. Средняя квадратичес-

кая погрешность (СКП) регламентирована в СНиП [24] для

осей: 2 мм на 15 м высоты и 2,5 мм от 15 до 60 м. Высотная

передача отметок на горизонты проводится в основном гео-

метрическим нивелированием по подвешенным рулеткам.

СКП передачи отметок определена величинами: 3 мм на 15

м высоты и 4 мм от 15 до 60 м. Следует отметить сложность

в обеспечении указанной точности традиционными геодези-

ческими приборами как в плане, так и по высоте.

Положение осей на исходном горизонте закрепляют

осевыми знаками. Для передачи оси необходимо не менее

двух таких знаков. Если отметка хотя бы одного из них

определена с достаточной точностью, то одновременную пе-

редачу оси и отметки электронным тахеометром предлагает-

ся проводить на основе построений, приведенных на рис.

4.8 и 4.9. При этом положение осей может быть передано

тахеометром в теодолитном или в координатном режимах

прибора, а высотное — методом тригонометрического ниве-

лирования.

Передача оси с исходного на другие горизонты в тео-

долитном режиме выполняется методом наклонного проеци-

рования. Тахеометр центрируется над осевым знаком и ори-

ентируется наведением центра сетки нитей на другой знак

оси, закрепленной на исходном горизонте. Линией визиро-

вания зрительной трубы проецируется точка оси на гори-

зонт, её плановое положение фиксируется. Несмотря на ис-

пользование при этом только функций теодолита, электрон-

ный тахеометр имеет преимущества. Автоматическая коррек-

ция тахеометром коллимационной ошибки с и малых углов

наклона вертикальной оси прибора г повышает точность про-

ецирования точек и осей по вертикали, а лазерный ука-

затель створа обеспечивает их быструю маркировку на мон-

тажных горизонтах.

Рис. 4.8. Передача оси и отметки в котлован

Рис. 4.9. Передача оси и отметок на верхние этажи здания

При этом средняя квадратическая погрешность плановой

передачи точки оси будет определяться при одном положе-

нии ВК тахеометра суммарным влиянием следующих состав-

ляющих: т

— СКП визирования; т

АС

— СКП остаточного

влияния коллимационной ошибки; т^ — СКП остаточного

влияния компенсации наклона вертикальной оси. Оценка по-

называет,

что на

расстояниях визирования

60 м и

меньшет

не превысит

для

тахеометров

0,2 мм.

Ожидаемые значе-

ния

АС

ит

Д1

можно оценить

на

основании формул:

S т

*с=

— ; (4.5)

COSV

—

-m

tgv

(4 6)

где

— СКП

определения коллимации;

— СКП оп-

ределения наклона

оси

прибора;

5, v —

расстояние

угол

наклона линий визирования соответственно;

р= 206265".

Учитывая,

что

коллимационная ошибка тахеометра опре-

деляется

по

измеренным

по ГК

значениям,

полученная

при

поверке

ее

величина вводится

для

компенсации,

оценке

можно принять

СКП

коллимации равным

СПК

измерения

горизонтальных углов.

Значениет

составляет

для

совре-

менных тахеометров

2...3", но при

введении соответствую-

щих поправок учитывается место нуля компенсатора, также

полученное

при

поверке. Поэтому

для

объективности оцен-

ки

СКП

наклона вертикальной

оси

следует также увеличить

до

Принимая

значеният

ит

{

равными ^тахеометра,

выполнена оценка

их

остаточного влияния.

В табл.

4.3

приведены суммарные

СКП

передачи

оси,

ожидаемые

методе наклонного проецирования электрон-

ными тахеометрами

ст

= 5"

(ЗТа5Р,

SET530 и

другие).

При этом оцениваемая погрешность получена меньше

2 мм

на расстояниях визирования

в 60 м и

углах наклона 30°,

что

соответствует передаче

оси на

высоту

в 30 м.

Ожидаемую

точность передачи можно повысить проецированием

при

двух

положениях прибора,

также применением тахеометров

тр

= 2" и 3".

Таблица 4.3

Ожидаемые погрешности передачи осей

тахеометрами, мм

S, м

Углы наклона, v

S, м

10°

20°

30°

40°

0,3 0,4

0,4

0,5 0,6

0,7 0,8

0,8 0,8

1,0

1,2

1,0

1,1

1,3

1,5

1,3

1,4 1,6

1,9

Передача осей и точек электронным тахеометром в коор-

динатном режиме аналогична производству в нем измерений

и разбивки, рассмотренных ранее. При этом точность работ

будет соответствовать точности применяемых тахеометров и

геодезических построений. Кроме оси в координатном режи-

ме можно передавать на горизонт дополнительные точки,

удаленные от нее на определенное расстояние. Работу в ко-

ординатном режиме предлагается выполнять в условной си-

стеме передаваемой оси (рис.

4.10).

У,

у = 0

Рис. 4.10. Условная система координат

Координаты, х

станции и дирекционный угол а

на-

чального ориентирования вводятся в тахеометр равными нулю.

В режиме разбивки («В-Н» у тахеометров SET) следует за-

дать проектное значение координаты передаваемой точки, рав-

ное проектному удалению от данной оси. Требуемые разби-

вочные элементы и перемещения отражателя будут выданы

на экран. По ним осуществляется вынос точки на горизонт.

Для точки, расположенной на оси, у. задается = 0.

Передача отметки

по

высоте

на

монтажные горизонты

осуществляется электронным тахеометром методом тригоно-

метрического нивелирования.

координатном режиме

от-

метка определяется автоматически вместе

с ее

координатами

по формуле:

(4.7)

где

—

отметка станции тахеометра;

—

превышение

переданной точки

г над

станцией.

Превышение

определяется

на

основании формулы

(4.3)

тригонометрического нивелирования. Выполненные ранее

расчеты показывают

(см.

табл.

4.2), что

точность выноса

отметок тахеометром

не

хуже,

чем

нивелирами типа

Н-3.

При увеличении углов наклона линий визирования

до 40°

ожидаемые

СКП

отметок

не

превысят

2 мм на

расстояниях

S в 60 м и 3 мм на

расстояниях

в 100 м.

Такие расстояния

угол наклона соответствуют передаче отметки

на

высоту

64 м.

Значит точность передачи отметок

на

монтажные гори-

зонты

по

высоте

тем же

электронным тахеометром, которым

передаётся

ось,

удовлетворяет требованиям СНиП.

Следует отметить простоту предлагаемых построений

та-

хеометром

при

передаче отметок

на

горизонты

по

сравнению

с традиционной методикой. Вместе

с тем

погрешность одно-

го измерения может

не

совпадать

декларируемой

СКП

при-

бора, поэтому

при

точных работах измерения тахеометром

должны выполняться несколькими приёмами.

Точность передачи отметок

по

высоте можно повысить

совершенствованием методики тригонометрического нивели-

рования

геодезических построений, выполняемых тахео-

метром.

Так,

измерения, выполненные тахеометром

на ре-

пер,

затем

на

определяемую точку, позволяют вычислить

превышение между репером

этой точкой. Например,

для

осевого знака

принятого

качестве репера,

точки

мож-

но записать:

= (s

•

cosz

-s

cosz

{

) + (i

-1

{

) + (u

-ц.; +

•

(4.8)

Art

где,

S, Z —

измеренные расстояния

зенитные углы

на

указанные точки;

— /•)— изменение высоты тахеометра

при измерениях на репер 2 и точку г; (v

- v.)— изменение

при этом высоты отражателя; (Л. -к

)— изменение коэффи-

циента вертикальной рефракции.

Стабильность на станции высотного положения прибора

обеспечивает равенство, /

= I., а стабильность высоты отра-

жателя

—

= v.. В этом случае погрешность измерения вы-

сот / и v, достигающие часто нескольких миллиметров, не

окажут заметного влияния на А

2Г

Поэтому точность переда-

чи отметки возрастет. Снизится в разностях и влияние вер-

тикальной рефракции, которое на малых расстояниях ста-

новится незначимым. Следует отметить, что применение фор-

мулы (4.8) не требует определения отметки станции, поэто-

му в общем случае выбор станции может быть свободным.

Для контроля и повышения точности передачу отметки на

горизонт можно повторить с другого осевого знака. Если та-

хеометр установить над точкой 2 оси (см. рис. 4.8 и 4.9), то

выполненные измерения образуют линейно-угловые построе-

ния в вертикальной плоскости передаваемой оси. Наличие

избыточных измерений позволяет уравнять эти построения.

Если отметки осевых знаков и реперов известны с доста-

точной точностью и с точки монтажного горизонта есть пря-

мая видимость на несколько таких пунктов, то, установив

тахеометр над определяемой точкой, ее отметку можно опре-

делить методом обратной высотной засечки. При избыточ-

ном числе исходных реперов и осевых знаков отметка этой

точки также определяется из уравнивания построения.

Замыкание вертикальных построений, выполненных элек-

тронным тахеометром, в определенной мере повышает точ-

ность передачи отметок на монтажные горизонты и обеспе-

чивает надежный контроль.

Таким образом, передача осей, точек и отметок на мон-

тажные горизонты электронным тахеометром обеспечивает

высокую точность. Автоматизация измерений, применение

одного прибора и единой технологии работ позволяет реко-

мендовать рассмотренную методику взамен традиционной.

4.5. Измерение осадок зданий и сооружений

электронными тахеометрами

Измерение осадок оснований и сооружений проводится с

точностью 1; 2; 5 и 10 мм в зависимости от грунтов, расчет-